回收电缆铝丝铠装短路电流计算

2019-6-24 8:43:54点击
在国外的很多中压单芯电缆中为了避免涡流损耗同时保证电缆可承受一定的拉力铠装采用的是铝丝铠装因为在电缆安装实际操作中铠装和屏蔽一样都是要接地的国外的电力系统大多属于A类系统即中性点是直接接地的在这种系统中需要通过较大的接地短路电流即在电缆发生短路时屏蔽和铠装可以通过比较大的短路电流将电流导入大地而使电缆免于受损因此铝丝铠装的短路电流计算是工程际人员必备的一种技能在IEC标准中并无铝丝铠装短路电流的计算公式有的只是铜带屏蔽和铜丝屏蔽但是依然可以依据IEC标准和参照其他国内外资料进行铝丝铠装短路电流的计算推导并得出准确的经得住实践检验的铝丝铠装短路电流数据从而在电缆的研发设计制造过程中发挥重要作用


电缆中任一载流部分其额定短路电流的计算方法通常假设在短路中期间热量保留在载流体内部即绝热受热实际上在短路时一些热量会传入邻近的材料中就是事实上短路电流可以更大些即所谓的考虑非绝热效应在短路中的全过程非绝确是有效的
与绝确相比采用非绝确计算屏蔽层护层和小于10mm2的导体特别是用作屏蔽线其允许短路电流有很大增加
铝丝铠装非绝热短路电流计算如下


一考虑非绝热效应的修正系数计算


由于铝丝铠装的内部是PVC护层而外部需用无纺布绑扎然后才可挤包PVC外护套因而周围媒质参数只需考虑PVC护层和无纺布式中23--铝丝铠装层四周媒时热ȣJ/Kom3


又PVC护层 2=1.7106 J/Kom3


无纺布纤维 3=2.0106 J/Kom3


又23铝丝铠装层四周媒质热阻Kom/W


PVC护层 2=6.0Kom/W


无纺布纤维 3=6.0Kom/W
F --铝丝铠装和周围非金属材料之间考虑热性不完善接触时的不完善接触因素F=0.5


1--屏蔽层护层或铠装层的比热J/Kom3 铝丝1=2.5106 J/Kom3


所有参数代入计算得
=1.158非绝热系数


二绝热过程短路电流的计算公式


其中S--电缆屏蔽截面积以YJV72 12/20kV 1500为例则S=60*2.5^2*0.7854=295mm2


IAd 铝丝铠装屏蔽短路电流


温度系数的倒数228


f 最终短路温度f=250


i 起始短路温度i =90


c 20时导体的比热容2.5106 J/Kom3


20 20时导体的电阻率2.8264x10-8.mt为短路时间S取1S
则绝热过程允许短路电流1秒钟为=28.87kA


三非绝热效应的短路电流计算


依据以上计算过程有


非绝热过程允许短路电流1秒钟为 =1.158*28.87=33.43kA


通过以上计算可以看出铝丝铠装的非绝热短路电流相比绝热短路电流事实上有了很大增加IEC9491988标准已经假定了最恶劣的计算条件也即实际上在计算中已经考虑了余量比额定短路电流的计算结果是偏安全的上述计算中基旧仍是按照IEC9491988标准中铜丝屏蔽的计算公式只不过考虑了铝丝铠装的周围媒质有别于铜丝屏蔽的周围媒质并且将原公式中铜丝的相应参数换成了铝丝的


另外参照国外经验金属屏蔽层的最终短路温度可以到350棬为安全起见也有选择到300的为提高我国电网的安全程度实际计算按300计算而上述金属屏蔽均是针对铜带或铜丝铝丝铠装应与铜屏蔽有所不同因为铝材对高温的耐受性要弱于铜我们在实际计算中参照了铝导体的最终短路温度按250计算这样算得的短路电流可确保实际短路时铠装铝丝不至于因过载而出现安全问题
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